FUNDAMENTOS Y SISTEMAS DE LUBRICACION

Sesiones 1,I1yIII A.1.D.

Reference Oente. Room 1656 NS

CENTRO REGIONAL DE AYUDA TECNICA

Administracion de Cooperacion Internacional (ICA)

SERIE DE "BOLETINES TECNICOS" Alrededor de 60 obras diferentes han sido publicadas en ingqls, en esta scrie, por Ia

Technical Aids Branch de ]a International Cooperation Administration (ICA). Estos boletines

ofrecen parte del mejor material disponible en el campo del adiestramiento, incluyendo aqui cur

sos, bosquejos, guias para dirigentes, grMicas y listas de importantes peliculas cinematogrificas

y transparencias. Las siguientes obras han sido publicadas en versiones castellanas por el Centro

Regional de Ayuda T&nica:

N? 1.-Direcci6n de una conferencia.

N? 6.-Programa de preparaci6n de superviscres.

No 8.-Utilizaci6n del adiestraniento en el trabajo.

No 10.-Estudio de casos para el adiestramiento en las relaciones del trabajo.

N? l.1.-Curso en el adiestramiento en el manejo de materiales.

N" 12.-Direcci6n de discusiones.

N 25.-Principios fundarnentales de la geencia.

Nq 27.-Naturaleza y alcance de las responsabilidades de la gerencia.

No. 42.-Reducci6n de p6rdidas.

N? 43.-Fundamentos y sistemas de lubricaci6n. (Sesiones I, II y III).

N? 44.-Fundamentos y sistemas de lubricaci6n. (Sesiones IV, V, VI y VII).

No 47.-La responsabilidad del supervisor docente.

N? 48.-Adiestramiento en indurzci6n.

No 49.-Adiestramiento en materia de producci6n.

N? 50.-Preparaci6n de lineamientos para cursos de adiestramiento.

N'- 52.- C6mo seleccionar nuevos supervisores.

N9 53.-Ticnicas de supervisi6n de cada dia.

N9 55.-Redacci6n de informes y memoranda.

N . 56.-Adiestramiento en las relaciones pfiblicas.

NOTA:

Las solicitudes para ejemplares adicionales de esta publicaci6n, o para cualesquiera otras publicaciones del Centro Regional de Ayuda Tcnica (RTAC), deberan dirigirse a la Administraci6n de Cooperaci6n Internacional (ICA), a cargo de ]a Embajada de los Estados Unidos de Amnirica en el pais de residencia del solicitante. Las solicitudes por carta pueden dirigirse asi:

Administraci6n de Cooperaci6n Internacional (ICA). C/o Embajada de los EE. UI. de A.

(Capital y pais de residencia del solicitante).

Boletin tecnico n9 43

FUNDAMENTOS Y SISTEMAS DE LUBRICACION

Sesiones I, II y III

CENTRO REGIONAL DE Administraci6n de Cooperaci6n

MEXICO

AYUDA Internacional

TECNICA (ICA)

1959

1959 Primera edici6n en espafiol

IMPRENTA Y OFFSET

'La Impresora Azteca", S, de R. L. Calle de los Almacenes Nutms. 19 y 21 M6xco, D. F.

PREFACIO A ESTA EDICION

Esta publicaci6n es una traducci6n de Lubrication Fundamentals and Practices (Sessions I, II and III) preparada originalmente en ingl~s con el ndmero cuarenta y tres de ]a serie Technical Bulletins por la Rama de Ayuda Tfcnica de la Oficina de Recursos

Industriales de ]a Administraci6n de Cooperaci6n Internacional

(ICA) de los Estados Unidos. Esta edici6n castellana fue prepa

rada por el Centro Regional de Ayuda T~cnica (RTAC), que tambi6n es una rama de la Oficina de Recursos Industriales. El Centro fue creado especificamente para coordinar ]a producci6n de versiones en espafiol del material tdcnico y de adiestramiento de los programas de cooperaci6n tcnica de ]a ICA (Punto IV) en los pai

ses de habla espafiola.

.,

PROLOGO

Este manual forma parte de una serie de manuales de adies

tramiento hechos por la Armstrong Cork Company of Lancaster,

Pennsylvania.La compafiia ha tenido la amabilidadde poner este

material a disposici6n de la Administraci6n de Cooperaci6n In

ternacionalpara su reproducci6n y uso en el programa de coopera

ci6n tMcnica industrial.

Aunque esta serie de manuales se prepar6 para uso especi

fico de la Armstrong Cork Company, el material comprendido aqui

se puede adaptar con facilidad a otras industrias.

ABRIL DE 1957.

INTRODUCCION

Como quiera que el curso "Fundamentos y Sistemas de Lu

bricaci6n" consiste de siete sesiones, el Servicio de Materiales de

Adiestramiento de la Secci6n de Ayuda Thcnica, Oficina de Re

cursos Industriales, ICAIW, lo presenta en dos boletines tdcni

cos. El Boletin Tdcnico N 43, contiene material para las sesiones

I, II y III, y el Boletin Tdcnico N' 44, contiene material para las

sesiones IV, V, VI y VII.

Ciertasgr6ficas a las que se hace referencia en el texto no se

ban preparadoe incluido en el mismo. Se sugiere el que estas grd

ficas se preparen, o el director de las scsiones, si.to prefiere, puede

escribir en cl pizarr6n la informaci6n que comprenden tales grii

ficas. Se hace referencia a las siguientes grdficas:

SESION I PAGINA

Grfica A - Lubricaci6n ....................... 4 Gr [ica K - Peliculas de aceite en acci6n ......... 12

SESION II

Grdlica B - Especificaciones de aceites ......... 24 Gr6fica C - Tipos de aceites lubricantes ........ 29 Grfica E - Especificaciones de grasas lubricantes. 32 Grdfica F - Tipos de grasas lubricantes ......... 34 Gr6fica G - Aceite contra grasa................ 37

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INSTRUCCIONES GENERALES AL DIRECTOR DE LAS SESIONES

Este curso, "Fundamentos y Sistemas de Lubricaci6n", fue desarrollado porel Departamento de Ingenieria y ]a Secci6n de Adiestramiento del DepartamentoGeneral de Personal para ayudarle a usted, el hombre que tiene ]a responsabilidadde ]a iubricaci6n en ]a planta, a instruir sus empleados.a

El curso consiste de siete sesiones, requiriendo presentar cada sesi6n de 2 a 2 1/2 horas. El material comienza con los principios bfsicos de lubricaci6n, abarca las caracteristicas de varios tipos generales de lubricantes y m&todos de aplicarlos, y despus trata con detalle de la lubricaci6n de varias clases de equipo en la planta.

Con el fin de hacer mzis efectiva la presentaci6n de este material se ofrecen las siquientes sugerencias:

Prepdirese para sa reuni6n

Recna todos los materiales necesarios para cada sesi6n ... Tenga preguntassuficientes de revisi6n para cada miembro ... Familiaricese con la Guia del Directorde la sesi6n para que pueda dar la versi6n con sus propias palabras... Siga estrechamente la orqanizacidn de la Guia del Director.

La pelicula utilizada en la sesi6n I, se puede pedir prestada a la Secci6n deAdiestramiento, Departamento General de Personal, Lancaster... S61o hay una copia disponible, por lo tanto haga sus preparativos con tanta antelaci6n como sea posible y devuelva la pelicula sin dilaci6n.... Cuando utilice ]a pelicula monte con anticipaci6n el proyector y la pantalla... Compruebe el enfoque y el volumen de sonido y tenqa todo preparado para ponerlo en marcha antes de que comience ]areuni6n.

De su chaia

Exponga su versi6n con sus propias palabras... Siga cuidadosamente laGuia del Director de ]a sesi6n... Recurra a trazar diagramas segtIn las instrucciones de ]a Guia... Conceda bastante tiempo para las preguntas y discusi6n mientrs usted prosique so plan para tener la sequridad de que se ha comprendido ]apresentacion que usted ha hecho.

Presente ]a pelicula diciendo al grupo qu6 es lo que van a ver ... Proyecte lapelicula ... Discotala ... SC incluyC tn qui6n de la pelicula para referencia del Director de ]a sesi6n.

Utilice preguntas de revisi6n

Distribuya las preguntas de revisi6n, d una copia a cada persona... Advierta a los miembros que pueden guardar las preguntas en la cubierta que se proporciona para referencia... Conceda 10 minutos para contestar.

ix

Discuta una pregunta cada vez... Haga que todo el grupo le d a usted la respuesta... Discuta la pregunta con el grupo, despu~s d6 usted la contestaci6n acertada... Haga que cada miembro corrija su propio papel y anote las respuestas acertadas... Haga que cada miembro marque un punto por cada respuesta desacertada... Haga circular una hoja de papel para cada miembro con el fin de que anote su nfimero de respuestas desacertadas... Si ]a puntuaci6n total del grupo es elevada es que algunos puntos claves no fueron comprendidos... Revise cualquier tema que no est claro.

Clausure la reuni6n

Anuncie el tema, la hora y el lugar de la siguiente sesi6n.

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TABLA DE MATERIAS

TABLA DE MATERIAS

Principios de lubricaci6n ........................... Sesi6n I

Introducci6n, Importancie, Lubricaci6n definida,Fricci6n, Formaci6n de pelicula de aceite, Viscosidad contra Velocidad v Carga, cinta cinematoqrffica "Peliculas de aceite en accion.

Caracteristicas de lubricantes ........................ Sesi6n II

Refinado, Especificaci6n de aceites, Tipos de aceites, Especificaciones de grasas, Tipos de grasas, Aceite contra Grasa.

Mktodos de aplicaci6n de lubricantes ................ Sesi6n III

Botella aceitera, Copa con alimentaci6n de mecha,

Copa gotera, Anilo de lubricaci6n, Bafio de aceite,

Aceitado por salpicado, Sistemas de aceitado c, ntralizados, Copas graseras, Accesorios qraseros, Sistemas de enqrase centralizados.

Engranes y su lubricaci6n .......................... Sesi6n IV

Tipos de engranes, Contacto entre los dientes de los engranes, Formaci6n de pelicula en los dientes de los engranes ' Lubricantes para los engranes, Cuidado de los engranes.

Cojinetes en general, Motores el~ctricos y su luhricaci6n .. Sesi6n V

Tipos de cojinetes, Canaletas para aceite, Cuidado de los cojinetes, Costo de los cojinetes, Lubricaci6n de los cojinetes, Lubricaci6n del motor el&trico.

Ltbricaci6n del equipo de ]a planta ................... Sesi6n VI

Turbinas, Cilindros de vapor, (Jompresoras de aire, Compresoras de refrigeraci6n, Cadenas de propulsi6n, Sistemas hidriulicos, Aceites para cortir metales o Aceites solubles.

Departamento de operaci6n de lubricaci6n ............. Sesi6n VII

Manipulaci6n y almacenaje de lubricantes, Cuidado del equipo de lubricaci6n, Recuperaci6n de aceites, Programas de lubricaci6n y datos.

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Expresamos nuestro agradecimiento a las siguientes organizaciones por ha

bernos concedido permiso para usar materiales de su literatura tal como aqui se

muestran.

Sesi6n I Grabados B, C, D, E, F, G, J ............ Shell Oil Company.

Sesi6n II Tarjeta Guia Bsica de Lubricantes ....... Power Magazine.

Sesi6n III Grabados A, B, C, F, I ................ Shell Oil Company. Grabados D, H ........................ @ Sun Oil Company. Grabado E ............................ Manzel. Grabado J ............................. Stewart Warner Corporation. Grabado K ............................ The Dingle-Clark Company.

Sesi6n IV Grabados A, B, C, D, E, H, I ........... Socony-Vacuum Oil Comp.

Sesi6n V Grabados A, B, D ..................... Shell Oil Company. Grabado I ............................. Socony-Vacuum Oil Comp. Grabados J, K ......................... M il and Factory.

Sesi6n VI Grabado B ............................ The Terry Steam Turbine Co. Grabado D ............................ Shell Oil Company. Grabados E, G ........................ @ Sun Oil Company. Grabado H ............................ Diamond Chain Company, Inc. Grabado K ............................ The Texas Company.

Sesi6n VII @ American Machinist.Grabado D ............................

Xi'v

SEsI6N I

PRINCIPIOS DE LUBRICACION

Los materiales que se necesitan para dirigir esta sesi6n son:

I. Guia del director, Sesi6n I 2. Grificas A-K, Sesi6n I 3. Cinta cinematogrdfica "Peliculas de aceite en

acci6n" 4. Preguntas de revisi6n y cubiertas

(Un juego para cada asistente).

* Todos los articulos impresos dentro del recuadro son instrucciones para el director, y no han de leerse al grupo.

xv

INTRODUCCION A LOS FUNDAMENTOS Y SISTEMAS DE LUBRICACION

Esta es ]a primera de una serie de reuniones y discusiones libres que sostendremos acerca de los "Fundamentos y Sistemas de Lubricaci6n." Cuando digo discusiones libres, eso es precisamente lo que quiero dar a entender. Que se sientan libres para interrumpir y hacer preguntas en cualquier momento. Es privilegio deustedes el insistir en que cada punto sea tratado a su satisfacci6n. Si nosotros podemos abarcar, de una manera general, los hechos y datos relativos a ]a lubricaci6n queson importantes para ustedes, como hombres del servicio de lubricaci6n, habremos dado un gran paso en ]a direcci6n correcta.

Estas reuniones y discusiones libres fueron solicitadas por algunos de los hombres de las plantas Armstrong en su deseo de obtener mas informaci6n acerca de los"misterios" de ]a lubricaci6n. Creo que ahora podemos poner en claro muchos de estos llamados "misterios", y proporcionar una explicaci6n prictica de ]a mayoria delas cosas acerca de las cuales ustedes tienen curiosidad por conocer.

Es indudable que parte del material les pareceri Lin poco elemental. Pero nopodemos pasar por alto el hecho de que ya conocen bastante acerca de la lubricaci6n. Sin embargo, describiremos las fases elementales tan brevemente como sea posible. Para algunos esto serfi una revisi6n de lo que ya conocen. Para otros serA cosa nueva. La discusi6n se irA haciendo mis interesante y complicada a medida que nos vayamos adentrando cada vez mas en ]a lubricaci6n, y a medida que formulen preguntas que nos lleven a discusiones detalladas.

La lubricaci6n es tan importante para ]a industria como cualquier orra fase deingenieria, aunque ha sido menospreciada y descuidada hasta hace pocos anios. Coneste programa estamos admitiendo el que ustedes, que son responsables de ]a lubricaci6n de equipo valuado en muchos millones de d6lares, son los 6inicos quepueden demostrar el lugar que por derecho le corresponde a lubricaci6n lasIa enplantas donde trabajan. Esto se llevari a cabo mediante el incremento de su periciay conocimiento en el desempefio de su trabajo de lubricaci6n. Tan importante paraese fin, si no m~is, serA ]a habilidad que muestren a travs de su vigilancia y comprensi6n para informar de defectos de funcionamiento de equipo mucho antes de que el equipo deje realmente de funcionar.

Para darles alguna idea de lo que abarcaremos en estas reuniones, voy a mencionar brevemente el p!.ograma de temas. La serie constaentera de siete sesiones.

La sesi6n I comprende Principios de Lubricaci6n.

La sesi6n II comprende Caracteristicas de lubricantes. La sesi6n III comprende Mtodos de aplicaci6n de lubricantes.

La sesi6n IV comprende Engranes y su lubricaci6n.

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La sesi6n V comprende Cojinetes cn general, Motores elkctricos y su lubricaci6n.

La sesi6n VI comprende Lubricaci6n del equipo de la plhnta, tal como Turbinas y compresoras.

La sesi6n VII comprende Departamento de operaci6n de lubricaci6n.

En nuestras discusiones sobre estos temas utilizaremos peliculas, muestras de

aceites y grasas, y grandes grificas montadas sobre caballetes para ilustrar los varios g9neros de equipo que lubricamos.

Al final de cada sesi6n se les dara un grupo de preguntas de revisi6n para que las contesten. Pero recuerden, dije que stas eran reuniones para discutir y no sesiones de clase. Por lo tanto, despu~s que hayan contestado las preguntas de revisi6n y las hayamos discutido, pueden quedarse con ellas.

Ahora vamos a empezar con la sesi6n I, Principiosde lubricaci6n.

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PRINCIPIOS DE LUBRICACION

Importanciade la lubricacidn

Alguien dijo en una ocasi6n que se puede considerar a ]a lubricaci6ri una parte tan vital ae ]a mquina como cualquiera de sus 6rganos activos. Estaba en lo cierto, indudablemente. Por supuesto, los varios cojinetes, engranes y levas que integran una m1quina cualquiera en la actualidad deben ser disefiados con todo cuidado y hechos con precisi6n de los mejores metales a fin de satisfacer las exigencias de la producci6n moderna a alta vocidad. Pero estas mismas piezas, sin ]a lubricaci6n adecuada, pronto revelarian un desgaste rfpido y al correr el tiempo dejarian de funcionar. Entonces la maquina, como instrumento de producci6n, seria inservible.

The Armstrong Cork Company se dio cuenta, desde hace mucho tiempo, de ]a importancia de ]a lubricaci6n para el funcionamiento eficienfe de la maquinaria yequipo de nuestras plantas, el cual vale muchos millones de d6larcs. Todos nosotros en ]a planta tenemos Lin papel importante que desempefiar en un programa efective de lubricaci6n. El encargado y el operario de la mfiquina pueden tener seguridad de"sacar ]a mercancia" s6lo si el hombre del servicio de lubricaci6n ha lubricado la mriquina de manera conveniente. A su vez, el hombhe del servicir, puede lubricar sus maquinas de manera conveniente s6lo si el ingeniero ha disefiado correctamente la mfquina y ha especificado el lubricante adecuado para ella. Y a su vez, el mecfinico del servicio de mantenimiento depende de la lubricaci6n adecuada para conservar las mfquinas trabajando y para conservar su propia carga de trabajo al minimo. Es un programa en el que todos nosotros tenemos un papel importante que representar.

Uso antiguo del petr6leo

La lubricaci6n, tal como ]a conocemos en ]a actualidad, tuvo su comienzo hace muchisimos afios. Contrariamente a lo que hemos creido la mayoria de nosotros, el petr6leo no hizo su aparici6n por primera vez cuando se descubri6 el hist6rico pozo de petr6leo de Drake en Pennsylvania en el afio 1859. Cr6nicas antiguas indican que ya los egipcios, 5000 afios antes de Jesucristo, utilizaban productos de petr6leo.

En 1832 se destil6 aceite del carb6n para usarse en ldmparas. Este producto se vendia a 2 d6lares por gal6n (3.785 litros) en aquella poca en la ciudad de Nueva York. Fue este precio tan elevado el que llev6 a Drake a buscar manto petroliferos y a ]a perforaci6n de aquel pozo hist6rico en Pennsylvania hace un siglo.

Desde entonces el petr6leo ha desempefiado un papel importante revolucionando nuestro sistema de vida al hacer posible el comienzo de ]a era industrial. Sin el petr6leo, y sin los mftodos modernos de refinaci6n, no tendriamos electricidad ytodas sus comodidades: radio, televisi6n, refrigeraci6n e iluminaci6n elfctrica; no tendriamos los medios modernos de transporte, ni las ropas modernas, ni tantas otras cosas necesarias en ]a vida. De hecho si no fuera por el petr6leo todavia estariamos en los dias de antafio, de la calesa y los caballos.

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Recurra a la gr6fica A "Lubricaci6n"

LUBRICACION

Lubricaci6n es la reducci6n de fricci6n a un grado minimo

Substituyendo ]a fricci6n s6lida por la fricci6n fliida

Hemos examinado brevemente la importancia qu2 tienen los aceites o lubricantes para la industria, y hemos hecho un conciso resumen hist6rico del desarrollo del petr6leo. Ahora vamos a ponernos en contacto con el principio bAsico sobre el que descansa la lubricaci6n. Aqui tenemos un buen punto para recordar. La lubricaci6n, fundamentalinente, es ]a reducci6n de la fricci6n a un grado minimo substituyendo la [ricci6n s6lida pot la [ricci6n [fhida.

FRIccI6N - L6gicamente nuestra siguiente pregunta es, lqu es la fricci6n? La fricci6n se puede definir como la resistenciaal movimiento entre dos superficiescualquiera en contacto una con la otra.

El hombre ha conocido la fricci6n desde el comienzo del mundo. Cuando frot6 dos palos entre si para producir fuego utiiiz6 la fricci6n. Esta fue una fricci6n conveniente, el mismo g9nero de fricci6n que impide que nuestros pies resbalen de un lado a otro cuando ca:ninamos. Cuando en nuestra maquinaria industrial ocurre este mismo g9nero de fricci6n, no es conveniente. Destruye ]a efectividad del equipo por desgaste, calor y reducci6n de v'da. Esta es la fricci6n que buscamos vencer con la lubricaci6n.

Recurra a la Gr fica B "G~neros de fricci6n"

Los antiguos encontraban que se necesitaba un gran esfuerzo para empujar o arrastrar una piedra pesada por el suelo tal como ven ustedes en la Fig. 1. Encon. traron que era mucho mas facil el hacer rodar la piedra, como se muestra en la Fig. 2.

Recurra a Ia GraiicaC "Generos de fricci6n"

El hombre descubri6 m~s tarde que un tronco, que era casi imposible deslizarlo, como se ve en ]a Fig. 3, se podia hacer rodar con facilidad, como en ]a Fig. 4, y cuando se le ponia en el rio, como ven ustedes en ]a Fig. 5, el moverlo era un juego de nifios en comparaci6n con Jo anterior. Con el tronco en el rio, vemos la [ricci6n[liida en acci6n por primera vez. El hecho de que el tronco est6 flotando en el agua no es el punto clave. Cuando el agua se interpone entre el tronco y el lecho del rio,]a inica fuerza que resiste al movimiento del tronco es la resistencia de una particulade agua deslizndose sobre ]a otra. Esta resistencia es mucho menor que ]a encontrada cuando el tronco se estaba deslizando en contacto directo con el suelo.

Tenemos ejemplos de las primeras luchas del hombre con la fricci6n en una forma u otra. Pero surgiendo de las luchas de antafio, a trav~s de largos afios de estudio cientifico, hemos Ilegado a los conceptos actuales de ]a fricci6n y la lubricaci6n.

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Conceptos modernos de la fricci6n

La fricci6n, tal como la conocemos hoy en dia, se puede clasificar en dos tipos; la fricci6n s6lida, que puede ser bien por deslizamiento o rodamiento, y la fricci6n flfiida.

Recurra a ]a Grifica D "Fricci6n s6lida"

Estos son los tipos de fricci6n s6lida que estAbamos discutiendo hace un momento, y los cuales se deben vencer por medio de la lubricaci6n. Estos son ejemplos que nos ayudaran a ver d6nde encontraremos fricci6n de deslizamiento y rodamiento. Recuerden que, en lo!- dos ejemplos que se muestran en la gr~ica, la fricci6n de deslizamiento y ]a de rodamiento se produce cuando no hay lubricaci6n.

La fricci6n de deslizamiento, mostrada en la figura 6, tiene lugar cuando dos superficies se deslizan una sobre otra sin lubricaci6n, como en un cojinete sencillo, o entre un pist6n y el cilindro.

La fricci6n de rodamiento, mostrada en la figura 7, ocurre cuando un cuerpo cilindrico o esffrico rueda sobre otra superficie, como en los modernos cojinetes de bolas y rodillos. Para vencer la fricci6n de rodamiento necesitamos menos fuerza que para la de deslizamiento. Sin embargo, cuando no existe lubricaci6n, podemos esperar que se produzca el mismo desgaste, calor, y finalmente el mismo agarrotamiento de las superficies de contacto en ambos casos, pero estc mismo se producirA en menor grado en el caso de la fricci6n por rodamiento.

Es interesaite ver al microscopio el aspecto que presentan las superficies altamente pulidas de estos cojinetes.

Recurra a la Gr [ica E "Superficies de rozamiento ampliadas"

En la fricci6n s6lida, dos superficies de metal, incluso si est~n sumamente pulidas, se veran al microscopio que est~n formadas por hendiduras y salientes, como en ]a figura 8. Si estas dos superficies se deslizan una sobre la otra en estado seco, sin lubricaci6n, estas hendiduras y salientes tender~n a entrelazarse y agarrarse. Esto causa desgaste, engendra calentamiento, "soldadura", y finalmente agarrotamiento. El resultado es averiar por completo el cojinete u otras piezas de la maquina. Recuerden que la fricci6n s6lida ocurre cuando no hay lubricaci6n.

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Recurra a la Gra,1ica F "Superficies de rozamiento ampliadas

con una pelicula fltida."

Ahora, para que comparemos la [ricci6n [lMida con la fricci6n s6lida, si introducimos a presi6n una pelicula de aceite entre las dos mismas superficies de las que hemos estado hablando, las hendiduras y salientes se llenar~n de las particulas de aceite. Cuando se pone un nfimero suficiente de estas particulas de aceite entre las dos superficies como para producir una fuerte pelicula espesa, entonces estos desniveles se deslizan entre ellos sin que se produzca entrelazamiento, como se muestra en la fig. 9.

Cuando dichas superLicies, bien sean planas, curvas o esffricas, se mantienen separada3 por una pelicula Mfiida, tenemos lo que se denomina Jricci6n[icida, y estas superficies estin lubricadas. En la Vgura 10 ven ustedes ]a figura 9 ampliada mnis todavia. La figura 10 muestra cinco "capas" de aceite entre las dos superficies de rozamiento. Mostrando el aceite en capas podemos ilustrar lo que sucede cuando estas superficies de rozamiento se deslizan una sobre Ia otra.

La capa de aceite que se muestra como "1" se adhiere a la superficie de rozamiento superior y se inueve con ella.

La capa de aceite que se muestra como "5" se pega a ]a superficie de rozamiento de abajo y se desplaza con ella.

Las capas de aceite que se muestran con los nfimeros "2", "3", y "4" se deslizan entre las capas "1" y "5".

Como ejemplo de lo anterior vartios a desplazar la superficie de rozamiento superior unos 10 centimetros y vamos a ver c6mo se mueven las capas de aceite. Si la superficie de rozamiento superior se desplaza 10 centimetros hacia ]a derecha entonces ]a capa de aceite "1" se moverd la misma distancia aproximadamente. La capa de aceite "2" recorrerdi 7 centimetros y medio aproximadamente; la capa nfimero "3" se moverAi 5 centimetros solamente; y la capa de aceite "4" se desplazarA nada m~s que 2 centimetros y medio hacia ]a derecha. La capa de aceite nfimero "5", aferrfndose a la superficie de rozamiento inferior, no se movers en absoluto.

Cuando estas "capas" de aceite se deslzan una sobre otra ]a 6inica fricri6n que tiene lugar es entre las propias particulas de aceite. Estas particulas de aceite tienen menos resistencia al deslizamiento entre ellas que las superficies s6lidas. Por Iotanto, con la lubricaci6n reducimos a un grado minimo realmente ]a fricci6n al substituir la fricci6n s6lida por la fricci6n ftz1ida.

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Teoria de la [ormaci6nde pelicula de aceite

Ahora ya hemos definido ]a lubricaci6n explic~ndola en trminos de fricci6n. En seguida vamos a ver lo que ocurre cuando introducimos realmente una pelicula de aceite en una chumacera o cojinete sencillo.

Recurra a la Gr [iica G Formaci6n de pelicula y cuia de aceite"

Al tiempo que usted avanza a trav~s de la siguiente explicaci6n dirija ]a atenci6n del grupo hacia las figuras de la Grifica G.

En la figura 11 pueden ver ustedes un eje en reposo. Cuando el eje esta en reposo ]a pelicula de aceite que hay entre 61 y el cojinete es oprimida contra el fondo haci~ndola salir y ]a carga la soportan las superficies de metal en el punto de contacto "A".

En el momento que el eje comienza a girar, en ]a figura 12, se levanta hacia arriba de la superficie de rozamiento en direcci6n opuesta a la de rotaci6n. La capa de aceite pr6xima al eje que estA girando lentamen-e se adhiere a el y gira con el eje. Esta capa de aceite es arrastrada dentro del espacio de convergencia entre el eje y el cojinete, y comienza a format una delgada pelicula de aceite en el punto "B".

El eje gira con una pelicula delgada de aceite hasta que se ha arrastrado el aceite suficiente dentro del espacio cenvergente entre el eje y el cojinete para separar mbs todavia las superficies, como se muestra en ]a figura 13.

Observen que aqui tenemos una acci6n similar a la de las capas de aceite entre las dos superficies de rozamiento planas mostradas en la 61tima grafica. El aceite que esta pr6ximo al eje se adhiere a este y gira cuando gira el eje. El aceite que estA cerca del cojinete se pega a 6ste y permanece estacionario. Las capas de aceite del centro se deslizan entre estas dos capas exteriores; el aceite que esta m~s cerca del eje es el que se mueve m~s, en tanto que el aceite que se halla mas cercano al cojinete es el que se mueve menos.

A medida que aumenta la velocidad, la acci6n de cufia del lubricante se mueve en la direcci6n de ]a rotaci6n y se hace mAs fuerte, levantando al eje hasta ponerlo en ]a posici6n que se muestra en la figura 14. Entonces, como lo vemos en la figura 14, el eje estA girando montado sobre una pelicula de aceite y ]a lubricaci6n estA funcionando de manera perfecta.

Vamos a repasar esto otra vez para que podamos tener una idea bien formada de c6mo se integra la pelicula de aceite.

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Repita ]a descripci6n de "Formaci6n de pelicula y cufia de aceite" comenzando con "En la figura 11 pueden ver ustedes un

eje en reposo...

Cuando el eje estAi cabalgando sobre una pelicula de aceite bien integrada, Jashendiduras y salientes de las dos superficies estin completamente separadas y todo lo que habia de fricci6n s6lida ha dcsaparecido, siendo substituida por la fricci6n fl6ida.

Al describir esta integraci6n de una pelicula de aceite en un cojinete sencillo,hemos ilustrado ]a teoria de la lubricaci6n de cufia de aceite. Se emplea el trmino de"cufia de aceite" debido a la forma de la pelicula del mismo. El aceite que estA pr6ximo al eje en rotaci6n forma la punta de ]a cufia de aceite y empuja a las capas adyacentes de aceite dentro del espacio en forma de cufia que queda entre el eje y el cojinete. Esta teoria de la "cuia de aceite" estd ampliamente aceptada hoy como el principio bisico de la formaci6n de pelicula de aceite en los cojinetes sencillos.

En la figura 14 pueden ver que el eje no estA girando en el centro, y que la pelicula de aceite que envuelve al eje no untiene espesor uniforme. El punto donde ]a pelicula es delgada se conoce como el "Area de presi6n elevada", y se muestra en ]a qrffica como "C". En la parte superior, donde ]a pelicula es mis espesa, tenemos el "Area de presi6n baja". El aceite que es introducido en esta "Area de presi6n baja" es arrastrado por el movimiento de giro con el eje, forzado a entrar en una pelicula delgada en el "Atrea de presi6n elevada", y tiene un efecto de levantamiento para aguantar al eje en la posici6n que lo yen ustedes en ]a figura 14. El aceite se deberia introducir siempre en el cojinete en el "rea de presi6n baja", y no en el "Area de presi6n elevada."

Ahora nos detendremos un momento y vamos a ver si alguno de ustedes sabe describir ]a acci6n de cuia de aceite en un cojinete.

Haga que el grupo le diga a usted c6mo la cuia de aceite va creando la pelicula de aceite. Cerci6rese de que el grupo comprende esta parte.

Sin embargo, lo que buscamos en toda Iubricaci6n es una pelicula de aceite ideal. iQu es una pelicula de aceite ideal, y c6mo gobierna 6sta nuestra lubrica. ci6n buena o deficiente de un cojinete?

Una pelicula de aceite ideal es la que posee cuerpo suficiente para mantener separadas las dos superficies de metal bajo las velocidades y cargas impuestas al cojinete, Sin embargo, el aceite no debe ser de un cuerpo tan pesado que la fricci6n interna producida por el aceite en si origine calentamiento excesivo y p~rdida de energia motriz.

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El factor aislado mis importante que determina la efecividad de ]a pelicula de aceite es ]a viscosidad de 6ste. Vamos a examinar la viscosidad, y luego veamos c6mo la viscosidad, velocidad y carga afectan la pelicula de aceite.

Recurra a la Gr'4icaH "Viscosidad"

Viscosidad es una medida de la resistencia del aceite a fluir. Esta grafica ilustra la acci6n de los aceites de alta y baja viscosidad. Por ejemplo, el agua que fluye libremente se considera que es un liquido de baja viscosidad, en tanto que las melazas, que fluyen lentamente, poseen alta viscosidad. Asi pues, el aceite delgado que fluye como si fuera agua es un aceite de baja viscosidad.

La pelicula de aceite ideal en tin cojinete depende de seleccionar un aceite con ]a viscosidad adecuada que permita !a acci6n de "cuia de aceite" para levantar el eje lo suficiente, desprendi~ndolo del cojinete para mantener la separaci6n de las dos superficies de metal.

Recurra a la Gri[icaI "Velocidad del eje y viscosidad"

La velocidad del eje y ]a viscosidad estgn estrechamente aliadas en el mantenimiento de una buena pelicula de aceite en el cojinete. Cuanto menor sea ]a velocidad del eje, mayor debe ser la viscosidad o ei 'zspesor del aceite que debemos usar. A medida que se aumenta la velocidad del eje se necesita un aceite mis delgado o de viscosidad mis baja.

Para que esto sea mrs claro vamos a mirar a la figura 15. Los cojinetes de baja velocidad usualmente tienen holguras o juego relativamente amplios entre el cojinete y el eje. Pot lo tanto se utiliza tin aceite pesado o de alta viscosidad. Los cojinetes de alta velocidad tienen partes que ajustan m~is estrechamente. En consecuencia se necesita un aceite delgado o de baja viscosidad.

Ahora vamos a examinar el soporte de cargas y la viscosidad.

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Recurra a ]a GrificaI "Soporre de carga y viscosidad"

El soporte de cargas es un factor que tambi~n debe tenerse en cuenta, ya que el aceite debe poseer la viscosidad suficiente o cuerpo para mantener una buena pelicula del mismo con el fin de soportar la carga. En ]a figura 16 podemos ver el efecto que causa utilizar el mismo aceite bajo diferentes cargas o presiones. La carga de 500 libras (227 Kg) comprime el aceite pero ]a viscosidad de dste es bastante para mantener separadas las superficies de rozamiento. Cuando se aplica una carga de 1 000 libras (454 Kg) al mismo aceite, ]a acci6n compresora de ste es mayor. En consecuencia es razonable asumir que ]a pelicula de aceite ser5 mis delgada bajo una carga m~is pesada. Si queremos mantener una pelicula deaceite adecuada bajo la carga de 1 000 libras (454 Kg) debemos usar un aceite m~is pesado. Las superficies deben conservarse lo bastante alejadas como para impedir que se entrelacen esas hendiduras y salientes. Al mismo tiempo el aceite no debe ser tan pesado que se produzcacalor derivado de ]a fricci6n interna del propio aceite.

Un poco mis adelante discutiremos ]a viscosidad mis a fondo. Esta breve discusi6n,mientras tanto, les ayudara a sacar m~is partido de ]a pelicula que vamos a proyectar a continuaci6n. Antes de que comencemos con ella, vamos a dedicar algtin tiempo a discutir cualesquiera preguntas que ustedes pudieran tener que hacer acerca de lo que hemos tratado hasta este momento.

Conteste a todas las preguntas

NOTA: La pelicula mencionada en el pfirrafo de arriba, cuyo titulo es "Peliculas de aceite en acci6n", es una cinta sonora, colores,a de 16 mm, y 18 minutos de duraci6n.

Esta cinta cinematogrifica se puede obtener prestada en ]a Filmoteca dePristamos solicitgndola a ]a Secci6n de Asistencia Tkcnica.

La cinta se puede adquirir tambin (al costo de $105.00) en la Filmoteca dela General Motors Corporation, General Motors Building, 3044 West Grand Boulevard, Detroit 2, Michigan.

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La cinta cinematografica que van a ver se llama "Peliculas de aceite en acci6n". En ella se demuestra claramente Jo que hemos estado diciendo aqui acerca de las peliculas de aceite. Tomen notas de los puntos comprendidos en la cinta que no est~n claros para ustedes, y tan pronto como se termine la proyecci6n de la cinta los discutiremos.

S Recurra a la Grifica K

"Peliculas de aceite en acci6n"

Esta cinta les mostrarA a ustedes cuatro puntos principales.

1. El efecto de soportar cargas sobre las peliculas de aceite. 2. El efecto de la velocidad sobre la pelicula de aceite. 3. El efecto de la viscosidad sobre la pelicula de aceite. 4. C6mo se crea la presi6n de ]a pelicula de aceite.

Est~n atentos a estos cuatro puntos cuando se proyecte ]a cinta para ver cuintos de los cuatro pueden ustedes recordar.

Proyecte ]a cinta "Peliculas de aceite en acci6n"

LDiscuta las siguientes preguntas Ahora, Iqui~n puede decirme c6mo se crea la presi6n de Ia pelicula de aceite?

lQui~n puede decirme el efecto que tiene el soportar cargas sobre la pelicula de aceite?

iQu&efecto tiene la velocidad sobre la pelicula de aceite?

LCu5l es el efecto de un cambio de viscosidad sobre la pelicula de aceite?

Ahora ya hemos examinado lo que ocurre cuando se pone aceite entre dos superficies de rozamiento para substituir a la fricci6n s6lida con la fricci6n flfiida. Esto es lo que liamamos "lubricaci6n". Vamos a ver c6mo estamos en las preguntas de revisi6n. Recuerden, que despu~s que ustedes contesten las preguntas discutiremos las respuestas, y luego pueden quedarse con las preguntas para su propia referencia en la cubierta que les hemos proporcionado.

V - a cada hombre un juego de Preguntas de Revisi6n. Conceda 10 minutos para contestar.

Luego, discutiendo una pregunta cada vez, haga que el grupo le d6 a usted la respuesta. Discuta la pregunta, despu~s d& la respuesta correcta.

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IHaga que cada hombre corrija su propio papel en tanto que usted prosigue. Haga que cada hombre anote un punto por cada contestaci6n desacertada.Haga circular una hoja de papel en blanco para que cada hombre anote su propia puntuaci6n. Una puntuaci6n total elevada del grupo quiere decir que hubo alguros puntos claves quC no fueron claramente comprendidos.

Antes de que sigamos mis adelante entrando en ]a lubricaci6n de cojinetes, vamos a echar un vistazo al aceite en si, de d6nde proviene, c6mo se refina, y qu caracteristicas pudiera tener. Ese va a ser nuestro tema para la pr6xima vez.

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Dilogo para la cinta cinematogrifica

"PELICULAS DE ACEITE EN ACCION"

"Este modelo se construy6 para demostrar algunos hechos fundamentales acerca de la lubricaci6n de cojinetes. Aqui tenemos el cojinete -este es el eje que gira en I1-y este es el indicador para sefialar el coeficiente de fricci6n.

"El soporte esta cargado por medio de un peso que esti colocado sobre ]a plataforma suspendida del mismo. El soporte de carga o eje lo lubricamos pormedio de un dispositivo que se llama bafio de aceite. El empleado en esta demostraci6n estAi tefiido de rojo para hacerlo m's visible. Un dato interesante acerca del bafio de aceite es que el nivel del mismo en el bafio no tiene importancia, siempre ycuando el eje toque el aceite. Cuando el eje en rotaci6n se pone en contacto con el aceite levanta una pelicula del mismo y la conduce al interior del cojinetL.

"Cuando comienza ]a rotaci6n el coeficiente de fricci6n es bastante elevado, pero tan pronto como el eje ha girado media vuelta, de suerte que ya ha arrastrado ]apelicula completa de aceite al interior del cojinete, el coeficiente de fricci6n desciende inmediatamente hasta tin valor muy bajo y el eje oscila libremente dentro de la chumacera. Si estuvi~semos aguardando el tiempo suficiente a que se amortiguaran las oscilaciones, veriamos que el coeficiente de ]a fricci6n es muy cercano a cero.

"Hemos colocado un perno peqtefio en un agujero perforado a trav~s del cojinete y el cual establece comunicaci6n con ]a pelicula de aceite. Este perno es fundamentalmente un pist6n el cual se moverAi reaccionando ante cualquier presi6n desequilibrada que acttie sobre 1.

"Aqui tenemos una vista en primer plano de esta operaci6n. Observen que el perno es arrojado fuera del agujero y que entonces el aceite fluye fuera derramindose por encirna de la parte superior del cojinete. Esto demuestra lo que, quizA, es el hecho aislado mfis importante acerca de la lubricaci6n del cojinete. La pelicula de aceite en e cojinete estfi sometida a presi6n. En este caso se trata de una presi6nsuficiente congo para arrojar fuera el perno y bombear el aceite por encima de ]a parte superior del cojinete. Es esta presi6n ]a que contrabalancea el efecto de compresi6n de la carga aplicada que impide que se toquen las superficies del cojinete y el eje.

"Como quiera que la pelicula de aceite separa las superficies del cojinete y el eje, se evitan el contacto y el desgaste y, lo que es mts importante que nada, la fricci6n fliiida de la pelicula substituye a la fricci6n s61ida dando como resultado una reducci6n importante en el coeficiente de la fricci6n de giro en el cojinete.

"Podriamos dejar que el aceite continuara fluyendo afuera del cojinete hasta que el nivel del bafio de aceite descendiera tanto que el eje ya no lo tocara, pero seria poco lo que ganariamos con esto. Por lo tanto vamos a limpiar la parte superior del cojinete y a meter un pequefio perno c6nico que no puede ser forzado a salir con tanta facilidad por la presi6n de la pelicula de aceite. Cuando comencemos ]a rotaci6n

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del eje veremos otra vez que la fricci6n de arranque es elevada, pero la fricci6n de giro desciende inmediatamente hasta un valor bajo indicando que se ha establecido la alta presi6n de ]a pelicula de aceite.

"Esto nos plantea la importante pregunta -COMO VARIA LA PRE-SION EN LA PELICULA DE ACEITE? A fin de que podamos estudiar la variaci6n en la presi6n de la pelicula de aceite, hemos substituido el cojinete de aluminio usado en la demostraci6n anterior por otro de plbstico transparente. Los agujeros perforados a trav s del cojinete sirven como medidores de presi6n.

"Mirando al cojinete desde el plano circunferencial vemos que la presi6n se levanta desde cero, en el lado de entrada a la izquierda, hasta tin punto mfiximo situado ligeramente a la derecha de la linea central y despus cae bruscamente hasta que en el lado de salida, como vamos a ver, se convierte en negativa.

"Aqui vemos la presi6n de la pelicula de aceite en la direcci6n axial. El perfil de ]a presi6n es parab6lico aproximadamente. Alcanza su punto mfiximo en el centro y despuCs cac hasta cero o Ia presi6n atmosf[rica, en cualquiera de los bordes mientras tiene lugar el escape del aceite.

"Hace tin momento mencionfbamos que hay una presi6n negativa en el lado de salida del cojinete. Aqui tenemos la prueba de esta presi6n negativa que es causada por ]a diveigencia de la pelicula de aceite. Esta pelicula es incapaz de aguantar una resistencia a ]a tracci6n y por lo tanto se rompe produciendo ]a cavitaci6n que vemos aqui.

Efecto de soportar cargas en la presi6n de la pclicula de aceite

"Vamos a examinar el efecto que tienen los cambios de carga en la presi6n de ]a pelicula de aceite. Cuando quitamos la carga disminuye ]a presi6n de ]a pelicula de aceite. Cuando volvamos a poner la carga veremos que ]a presi6n aumenta. En cada uno de los casos, la prcsidn de la pelicula de accite es dircctanente proporcional a la carga que actfia sobre el cojincte. Aqui est5 el cojinete soportando ]a carga. La presi6n es elevada. Quiten ]a carga y ]a presi6n desciende a tin valor bajo. Vuelvan a colocar ]a carga y otra vez se incrementa ]a presi6n. En cada caso ]a presi6n se ajusta a los cambios en las cargas. Por lo tanto, cualesquiera que pueda ser la carga, hay presi6n suficiente para soportaria.

Efecto de la iclocidad sobre la presidn de la pelicula de aceite

"Aqui examinamos el efecto de los cambios en ]a velocidad del eje sobre la presi6n de ]a pelicula de aceite. Reducimos la velocidad a la mitad de su valor anterior y observamos que no se producen camibios en ]a presi6n de la pelicula de aceite. La presi6n total permanece fija en tanto que el perfil de la presi6n cambia en un grado muy imperceptible en este caso. Aqui tenemos que el ejc esta girando lentamente. Aumentando la velocidad del eje vemos otra vez que no hay cambio en la presi6n de la pelicula de aceite.

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Efecto de la viscosidad sobre la presi6n de la pelicula de aceite

"Para examinar los cambios efectivos de ]a viscosidad sobre la presi6n de ]a pelicula de aceite, hemos preparado dos aceites de diferente viscosidad. La prueba de bola descendente demuestra que el aceite azul es mucho menos viscoso que el rojo. 1C6mo afectarfn estos aceites ]a presi6n de la pelicula de aceite?

"Observen que mientras el soporte de carga, o eje, estA corriendo en el aceite rojo los perfiles de presi6n en los planos circunferencial y axial son caracteristicos. Ahora vamos a comparar estos perfiles con los que obtengamos cuando hacemos funcionar el eje en las mismas condiciones de carga y velocidad, pero usando el aceite azul, es decir, el menos viscoso. Al hacer funcionar al eje en el aceite azul vemos que los perfiles de presi6n en k s pianos circunferencial y axial son esencialmente los mismos que cuando el eje estaba corriendo en el aceite rojo. La presi6n tota! es ]a misma y ]a forma del perfil de ]a presi6n ha cambiado s61o muy levemente. Pedemos liegar a la conclusi6n, entonces, de que la presidn de la pelicula de aceite LS substancialmente independiente de la viscosidad del lubricante.

"Resumiendo brevemente, hemos encontrado que ias superficies del eje y el cojinete estfin separadas por una pelicula de aceite quc tiene presi6n. Que la presi6n de esta pelicula de aceite es proporcional a ]a carga sobre el cojinete, y que es independiente de ]a velocidad del eje y de la viscosidad del lubricante.

2Ccimo se crea la presi6n?

"Ahora ya estamos preparados para enfocar nuestra atenci6n a una pregunta de considerable importancia. Es &.a, lC6MO SE CREA LA PRESI6N EN LA PELiCULA DE ACEITE? A fin de que podamos demostrar el mecanismo de desarrollo de presi6n en ]a pelicula de aceite vamos a utilizar un 9gnero diferente de cojinete -vamos a usar un cojinete o chumacera de rifi6n basculante. Este es el cojinete y estai cargado por medio de estos pesos. La carga estd aplicada a trav~s del pivote de cuchilla. En los dos extremos del cojinete hay relojes indicadores que se utilizan para sen-alar el espesor de la pelicula de aceite.

"Al comenzar la rotaci6n de la placa giratoria observen que se crea presi6n en la pelicula de aceite. El perfil de la presi6n es similar al que obtuvimos en el caso del cojinete sencillo. Esto no es sorprendente porque un cojinete sencillo es esencialmente un cojinete de rifi6n basculante que envuelve a un eje.

"Vamos a examinar el efecto de los cambios de carga en la presi6n producida en el cojinete de rifi6n basculante. Retiramos uno de los pesos de carga y la presi6n disminuye. Quitamos el otro peso de carga y ]a presi6n desciende nias todavia, casi hasta cero. Volviendo a poner el primer peso vemos que la presi6n se levanta, y poniendo otra vez el segundo peso ]a presi6n regresa a su valor original. La presidn de la pelicula de aceite es otra vez proporcionala la carga aplicada.

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Espesor de la pelicula de aceite

"Consideremos ahora el espesor de la pelicula de aceite. El espesor de ]a pelicula de aceite en los hordes de ataque y salida se muestra por el reloj indicador. Si se detiene la rotaci6n de la placa giratoria ]a carga comprimird la pelicula de aceite expulsandola de manera que el espesor de la pelicula se convierte en el mismo en los dos extremos.

"Comenzando ]a rotaci6n de ]a placa giratoria otra vez vemos que el espesorde ]a pelicula aumenta con mucha mayor rapidez en el borde de ataque que en el de salida. Tenemos, en consecuencia, una cufia fhiida bajo el cojinete y esta cuia[lilida es la que soporta la carga.

"Repitiendo ]a demostraci6n en primer plano, detenemos ]a rotaci6n de la placa giratoria y permitimos que la carga comprima ]a pelicula de aceite, expulsdndola.Por supuesto, los tubos todavia parecen indicar presi6n porque el aceite que hay en ellos ha quedado atrapado. Comenzando la rotaci6n de ]a placa giratoria vemos otra vez que el espesor de ]a pelicula de aceite en el horde de ataque es mucho mayor que en el borde de salida, dando como resultado una pelicula de aceite de forma acufiada.

Ejccto de las cargasen cl espesor de la pelicula de aceite

"Vamos a exapminar ahora el efecto de los cambios de carga en el espesorde la pelicula de acei -e. i.etiren Ia carga y aumenta el espesor de ]a pelicula. Ahora bien, ]a proporci6n del espesor de ]a pelicula en los bordes de ataque y salida como quiera que es una funci6n de la colocaci6n del eje de giro, no cambia. Coloquen la carga otra vez y el espesor de ]a pelicula vuelve a decrecer. El espesor de ]a pelicula no disminuye directamente segqin aumenta la carga, porque la peliculatiende a obrar en forma un tanto m~s rigida a medida que aumenta la carga sobre el cojinete. El espesor del aceite en el borde de salida es, como lo hemos visto, muypequeino pero no es cero. Lna pelicula continua de aceite pasa bajo la carga, como se puede demostrar sec~indolo en el momento que sale de debajo del borde de salida del cojinete.

Vibraci6n de resonanciadel aceite *

"El fen6meno que ven ustedes aqui se conoce como vibraci6n de resonancia del aceite, especie de deficiencia ciclica de la pelicula de aceite que es de considerable interns te6rico y prdctico en ei momento presente. Observen que peri6dicamente aparece en el cojinete una mancha clara donde no hay pelicula de aceite o es muypequeia. Como quiera que no hay, o es muy pequefia ]a pelicula de aceite en esta mancha clara, ahi se produce un aumento en ]a fricci6n por frotamiento. Siempre que aparece ]a mancha clara aumenta ]a fricci6n entre el cojinete y el eje, con el resultado de que el cojinete se agarra al eje y es lanzado de un tir6n hacia adelante hasta que el momento enderezador vence al momento de fricci6n. Para hacer rns comprensible al lector esta descripc16n hemos reducido ]a definicit6n del fen6meno, que consiste

en lavibraci6n de resonancia producida por elasticidad de lapelicula de aceite y ]a masa del ele (cojinetes planos). N. del T.

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"Aqui tenemos la vibraci6n vista desde arriba del cojinete. Este es el mismo cojinete, el mismo aceite, la misma velocidad y la misma carga que teniamos antes, pero fijense en que se ha cambiado la posici6n de la carga. Esto es significativo. Hay, en realidad, dos observaciones interesantes que se pueden hacer acerca de esta clase particular de vibraci6n. La primera es que la vibraci6n siempre se produce en el lado sin carga del cojinete. La segunda es que la vibraci6n gira a la mitad de la uelocidad aproximadamente del eje.

"Aqui el cojinete no esta vibrando y ]a carga esta soportada por separado bajo el cojinete. Vamos a examinar el efecto que produce el descargar un lado del cojinete. Cuando desplazamos la carga sac~ndola hasta el borde extremo de la plataforma, la carga se concentra en el borde del lado derecho y pr~cticamente no hay carga en el lado izquierdo. Observen que ]a vibraci6n comienza ahora en el borde izquierdo que no tiene carga. Esto es caracteristico de la vibraci6n de resonancia del aceite, que es una forma de deficiencia de ]a pelicula, porque nosotros asociamos usualmente la deficiencia de ]a pelicula de aceite con las cargas pesadas en extremo m~ts que con las cargas muy ligeras.

"El segundo hecho interesante acerca de la vibraci6n del aceite es que la vibraci6n no gira a la velocidad del eje, sino a la mitad de esta velocidad. Se ha colocado un bot6n en el frente del eje para que podamos comparar la velocidad de 6ste con ]a velocidad de ]a vibraci6n. Observen qtie el eje da dos revo!uciones en tanto que la vibraci6n s6lo da una. La explicaci6n consiste sencillamente en que la vibraci6n gira a la velocidad promedio de la pelicula de aceite. La velocidad de la pelicula de aceite adyacente al cojinete es cero. Sin embargo la velocidad de la pelicula de aceite adyacente al eje es ]a de ste. La velocidad promedio de la pelicula de aceite, y por lo tanto de la vibraci6n es pues aproximadamente la mitad de la velocidad del eje.

"Vamos a resumir lo que hemos visto. Hechos acerca de lubricaci6n hidrodin~mica.

Primero, el cojinete y el eje estdn separados por una pelicula de aceite.

Segundo, la fricci6n entre el cojinete y el eje es m~s bien una fricci6n de pelicula flfida que una fricci6n s6lida.

Tercero, ]a presi6n de la pelicula de aceite es directamente proporcional a la carga, y es esta presi6n ]a que soporta la carga.

Cuarto, la presi6n de la pelicula de aceite es independiente de la velocidad del eje y de la viscosidad del lubricante.

Quinto, la presi6n se crea por el flujo de la pelicula de aceite al entrar en el espacio de juego convergente entre el eje y el cojinete.

Sexto, en determinadas condiciones ]a lubricaci6n hidrodin~mica puede Ilegar a ser inestable dando como resultado vibraci6n de resonancia del aceite y otros tipos de descomposici6n de la pelicula de aceite."

18...

PREGUNTAS DE REVISION

Sesi6n I - PRINCIPIOS DE LUBRICAcI6N

Instrucciones: Compruebe todas las respuestas acertadas a cada una de las siguientes preguntas. Cada pregunta puede tener mis de una respuesta correcta.

1. Para mover el tronco en el rio se necesita un esfuerzo minimo debido a

a. ( ) fricci6n s6lida. b. ( ) fricci6n [lfiida. c. ( ) fricci6n de deslizamiento. d. ( ) lubricaci6n

2. A medida que la cufia de aceite se forma en un cojinete sencillo, el eje de rotaci6n

a. ( ) se centra 61 mismo en el alojamiento del cojinete. b. ( ) es levantado por la cufia de aceite. c. ( ) busca un equilibrio entre ]a carga y la cuia.

3. ,Qu flecha indica el area de presi6n elevada de este eje en rotaci6n?

a.( ) A c b. c. d.

((

)

4. lEs cierto o falso este enunciado? Un aceite de baja viscosidad fluira con mds rapidez que un aceite de alta viscosidad a la misma temperatura.

Cierto ( ) Falso ( )

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5. Compruebe su selecci6n de aceite de baja y alta viscosidad para cada una de

las siguientes condiciones de velocidad y carga.

Carga elevada

a. ( b. (

Alta velocidad

a. ( b. (

Baja velocidad

a. ( b. (

) Alta viscosidad. ) Baja viscosidad.

) Alta viscosidad. ) Baja viscosidad.

) Alta viscosidad. ) Baja viscosidad.

6. Fundamentalmente la lubricaci6n es ]a reducci6n de ......................

hasta un ......................... substituyendo ..........................

con .................. ..........

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SESI6N II

CARACTERISTICAS DE LOS LUBRICANTES

Los materiales que se necesitan para dirigir esta sesi6n son:

I. Guia del director, Sesi6n II. 2. Grfificas A-G, Sesi6n II. 3. Tarjetas de "Guia Basica de Lubri

cantes". (Una tarjeta para cada asistente.)

4. Un muestiario de grasas y aceites. 5. LIn vaso de agua y un trapo para se

car. 6. Preguntas de revisi6n.

(Un juego para cada asistente.)

* Todos los articulos impresos dentro del recuadro -on instrucciones parii el director, y no han de leerse al grupci.

CARACTERISTICAS DE LOS LUBRICANTES

La 6itimna vez que nos reunimos hab!amos acerca de los "Principios de Lubricaci6n" y de c6mo lubrica el aceite. Hoy vamos a hablar de d6nde proviene el aceite, c6mo se refina, y c6mo se clasifican las grasas y los aceites de acuerdo con sus caracteristicas individuales. El punto comenzar discusi6nl6gico para nuestra es en el pozo de petr6leo.

Re[inado

Recurra a la Graf[ica A "Refinado"

Todos sabemos que el aceite viene de la tierra en forma de aceite crudo. Hay

muchos tipos de aceite crudo, dependiendo ellos del lugar donde estA emplazado el pozo. Los aceites crudos de ]a Costa del Oeste de los Estados Unidos son diferentes de los de Texas. Estos a su vez son diferentes de los aceites crudos de Pennsylvania y de los yacimientos petroliferos extranjeros. Para los fines de nuestra discusi6n nos

limitaremos a los comentarios generales y no nos adentrarcmos demasiado en las f6rmulas quimicas, las cuales no serian de inter6s alguno para nosotros.

El refinar el aceite crudo es el proceso de separar este aceite crudo en diferentes fracciones o "cortes". Conocemos a estas diferentes fracciones o "cortes" como nafta, gasolina, petr6leo destilado, aceites ligeros y pesados, y residuos. Cada tipode aceite crudo da cantidades diferentes de cada "corte". Tambidn puede variar el tipo de cada refinado para dar cantidades diversas de cada "corte".

Aqui vemos un diagrama de una refineria tipica que muestra de d6nde salenlos diferentes "cortes". El aceite crudo es introducido en el alambique viniendo de unprecalentador. A medida que se eleva la temperatura del alambique las partes mis ligeras del aceite crudo, esto es, las naftas, hierven y se vaporizan las primeras y sonseparadas como se muestra en el diagrama. Al elevarse mis todavia la temperaturalas otras partes del aceite crudo hierven y se vaporizan y son separadas tambi~n a niveles diferentes como ya se indic6.

Pero a nosotros solamente nos interesan los aceites de Iubricaci6n, por lo tanto seguiremos los cortes de donde se separan ]a mayoria de los lubricantes. Al aceite se le hace pasar algunas veces a trav~s de un alambique al vacio para eliminar cualesquiera partes ligeras, como ]a naftalina, que hubieran quedado en 1.Despu~s, algunas veces se le somete a un tratamiento de 5cido para quitarle liquidos perniciosos y se le filtra o desparafina, y luego va a una planta de composici6n donde es acabado de acuerdo con los mtodos patentados del propio productor, aFi-di~ndole al aceite componentes especiales para mejorar algunas de sus propiedades.

Esta es una descripci6n muy breve del proceso de refinado, pero debe ser suficiente para nuestros fines. Nos muestra c6mo se separan los aceites lubricantes del aceite crudo, y c6mo a algunos de ellos se les somete a tratamientos posteriores para usos especiales.

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Ahora vamos a echar un vistazo a las especificaciones de algunos de estos lubricantes y ver c6mo uno difiere del otro.

Aceites de lubricaci6n

Las especificaciones o propiedades fisicas de los lubricantes, son las caracteristicas por las cuales se seleccionan los lubricantes para varios usos o aplicaciones, Una vez que hemos resumido todas las condiciones bajo las cuales va a trabajar un lubricante, entonces podemos comenzar a seleccionar el lubricante que conviene. Sin embargo, no hay tabla de normas fijas por las cuales se puedan seleccionar los lubricarnLes. Las condiciones se s. perponen unas a otras y hace de ]a selecci6n del lubricante apropiado un procedimiento que se debe tratar con todo cuidado.

Recurra a la Tabla B "Especificaciones de aceites"

En la tabla hemos hecho una lista de algunas de las propiedades fisicas principales de los lubricantes. Todas ellas son importantes en la lubricaci6n del equipo de nuestra planta, algunas en mayor grado que las otras, dependiendo ello del trabajo particular de lubricaci6n a ejecutar.

Los aceites lubricantes se seleccionan de acuerdo con propiedades fisicas. Algunas de 6stas son:

Viscosidad a 1000, 1300, 210' F. Punto de .:esprendimiento de gases. Punto de inflamaci6n. Purto de fluidez critica. Residuos de carb6n. Gravedad. Color.

Y otras cualidades.

Vamos a echar una mirada brevemente a cada especificaci6n para ver exactamente qu6 es lo que quiere decir.

Viscosidad es la medida de la velocidad de flujo de un aceite en segundos. Tomando agua y melazas como ejemplos, quince centimetros cfibicos de agua fluyen a trav~s del agujero hecho por un alfiler mucho mas ripidamente que lo hace la misma cantidad de melaza. Ahora, volviendo otra vez al aceite, tomemos quince centimetros de aceite de baja viscosidad y dej6mosle correr a trav~s del mismo agujero. Este aceite de baja viscosidad pasard a trav~s del agujero en un reducido nfimero de segundos, digamos 50 segundos, en tanto que el aceite de alta viscosidad requeriria quizd 600 segundos para fluir a trav~s del mismo agujero. Entonces ya ven ustedes que el aceite delgado que fluye a trav~s del agujero en 50 se

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*USOS DEL LUBRICANTE GUIA GASICA DE LUBRICANTES

Aa I M Viscosidad SU CNrdos SAE a AGMA *Usos del Arboles Sist. circulantes Turbna vapor,co- C pres ~rm- INdulto r t

Alto velocidod nmotor de vapor Jvetes engrasodos 10OF iot___c_ __n__n B - par ollOs con st5*.

Arbo0le S CodenoS rodillos temo cir-culante 45 Velocidod media y tub. - 50leciosos

C generla de talva Turb vap,coj en. 70 Bojo velocdod uutomenticas grasados paran- 70

D J ,los sist. enh. 80 Motores elictri- Lubricocion ex- - 10 cos y genera- tn-no de moto- Bomba hdr. tipo 120 dares C)-120F res y bombas engr1o25esypIS- 2 J J

Transm-siner de vapor" 70- I0Ft6- 1E5]cu. Snrao.cuad dealo, mien......Cos. 250 M,parcorrea orti- MWquncrshen-a- Wotr-es elictr-- 200 1 T velocidad OF-12P lubric. g.eral res 12uF- 18OF 300 -- I

E deguioas,cor-e- N 3 2-Sonbos tipo en- dercs, rod .etc. Acoplamiento lexI 400 gaajepi st 6n - de los tpos de co- 450 EO HU O20F Arboles-coine- deno de rodillos 500 30

F Ie lubricod05 silenCiosa mor- 6003Inst. gener-odores par aceite dazo, 7OF- 120F 700 turbino, conec. - 0 800 40 (Sist. circulante) Thans.porcor-ea Acoplamiento flex. 900 4

- ariculada-ve- de los tipos deco-- 1 000Sist. circulantes locidad media den de rodllos, 1 200 de nnoq.herram. OF- encosa y mor- 1400 50

-18 da 12PO- ISOF -6005 Bomba hidr.tpo Bombas hidr. P 1 800 poleto con volv. tipo polelo sin Acoplamienlo flex. 2 000 do0 conrol flujo valv control tipo engranes, cho. 2 200

- flujo, OF-18OF veto acc~ s 2400Boba hdr.tipo L eng.O F a- 2800

a 2 800engr-ones y pis- rurbinas vapor,tdn Oa-7oF caj- Condiciones deG par losin sumo color 3 200 Trans. par corer-asistemas deen- R 3400or-tculado alto friamierto a Acoplamientos 3 600 140 vel. 120-18OF circulantes flexibles del 3800

H -r tipo de engra- 4000 Acopbmwnto flex, Transmisiones ne, chaveto do silenciasa de co- por car-rea or. acoplomientoSU2Fdeno de rodillos ticulada de ba- y posador de 175 tiUp mar-daOO d a velocidad ena nche 70F 200 entre OFy 70F OF- 180F hastOSOF 225

250 275

350 _____________

*De lale.ra A a la R lncSdve ase refieren lamWqlnaWrM 97 2-52 anotoda en el reverse

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gundos nada m.is es un i:ceite de baja viscosidad,y el aceite pesado, querequiere 600 segundos para fluir a trav~s del agujero es un aceite de alta viscosidad.

Este procedimiento no es ]a prueba exacla para determinar ]a viscosidad. La prueba verdadera requiere el uso de un complicado equipo de laboratorio. De todos modos, este procedimiento ilustra c6mo se mide la viscosidad.

La velocidad a quc.' fluye un aceite a trav~s del agujero de prueba variar con ]a teniperatura. Por lo tanto, cuando se dice que ]a viscosidad es de 50 segundos, se debe especificar la temperatura tambi~n, digamos a 1000 F. Las tres temperaturas a que se miden las viscosidades usualmen

,te son 100' 1300 y 210' F. Las viscosidades se toman a diferentes temperaturas para cada aceite para dar idea de ]a capacidad del aceite pararesistir cambios de temperatura. A esta capacidad para resistir cambios de temperatura la llamamos indice de viscosidad I. V. Un altoo I. V. quiere decir que el aceite soporta los cambios de temperatura muy bien, y que no cambia tanto su viscosidad cormo lo hace un aceite de bajo I. V. Este indice de viscosidad no constituye indicaci6n alguna de ]a calidad del aceite. Simplemente indica qu efectos tienen los cambios de temperatura sobre el lubricante.

Ahora voy a distribuir algunas tarjetas de bolsillo que muestran la relaci6n de viscosidad con los nfimeros SAE y los AGMA.

Distribuya una tarjeta a cada hombre. "Guia Bfisica de Lubricantes"

Ahora vamos a repasar ]a tarjeta juntos. Vu lvanla hacia el lado marcado "GuIa Basica de Lubiicantes". En ]a columna de ]a izquierda hay una lista de viscosidades en scgundos a 1000 F, desde 45 segundos hasta 4000. Al pie de la misma colunna vemos la lista de ]a viscosidad a 2100 F, desde 175 segundos hasta 350.

La columna dos inuestra los grados SAE para motores desde 10 hasta 70 grados. Vamos a tomar el SAE 40 por ejemplo, y veamos si podemos determinar su rscala de viscosidad. Si trazamos una linea a trav s de ]a parte superior del _uadro SAE 40, y otra a trav6s de la parte inferior del mismo cuadro SAE 40, las lineas cruzarin ]a columna de viscosidad en 650 segundos y 1100 segundos. En consecuencia vemos quc los acei. tes con viscosidades que van desde 650 segundos hasta 1100 segundos a 1000 F, caerian aproximadamente dentro del campo de acci6n del SAE 40.

La columna tres inuestra los grados SAE para transmisi6n, y la columna cuatro muestra los nfmeros AGMA. Estas dos columnas se pueden comparar con Ia viscosidad de la misma forma que la columna dos.

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Conserven sus tarjetas a mano porque dentro de unos minutos vamos a hacer referencia a la columna "Usos del Lubricante" y al dorso de la tarjeta.

iTienen alguna pregunta que hacer acerca de la viscosidad o de alguna otra cosa de las que hemos tratado?

Conteste cualesquiera preguntas. Si es necesario repita la descripci6n de Ia viscosidad.

El punto de desprendimiento dc gascs de un aceite es la temperatura a ]a cual el aceite emana vapores en cantidad suficiente como para ser encendidos en presencia de una llama abierta. En el punto de desprendimiento de gases el aceite en si no se quema. Solamente los vapores producen un fogonazo, se queman, y desputs desaparecen.

El punto de inflarnaci6n es la temperatura a ]a cual el aceite continfxa ardiendo cuando se le somete a la prueba del desprendimiento de gases. Esta tempe. ratura, usualmente, es 500 F mas elevada que la del punto de desprendimiento de gases.

El punto de [luidcz critica de un lubricante es ]a temperatura m~s baja a la cual fluirA realmente. Esta caracteristica es de importancia primordial cuando seleccionamos un lubricante para temperaturas por debljo de cero, como en el caso de los compresores de refrigeraci6n. Los aceites de un compre. sor de refrigeraci6n operan dentro de una escala normal de temperaturas que van de 25' a 35' F bajo cero. Sin embargo hay lubricantes disponibles en el mercado para sistemas que operan a 50' hasta 750 F bajo cero. Estos son, usualmente, aceites especiales a los ctales se les ha afiadido lo que nosotros Ilamamos un "descongelador" que es una substancia para disminuir la temperatura de descongelaci6n transmitiendo esta cualidad al aceite.

Residuos de carb6n es una medida de ]a cantidad de carb6n o residuos que quedan despu6s de haber quemado una cantidad determinada del producto. Los aceites con un bajo residuo de carb6n son mas convenientes como lubricantes que los aceites que tienen un elevado residuo de carb6n.

Gravcdad es ]a relaci6n existente entre el peso del producto y el agua. La gravedad de un aceite no indica en manera alguna su cualidad como lubricante. La giavedad se usa primordialmente para calcular el volumen de los aceites, y ahora a nosotros no nos es muy Citil, aunque es una propiedad fisica definida.

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El color del aceite no es indicaci6n de su cualidad. El color se controla por el refinador con el fin de mantener un color estable como una marca de fabrica para cada tipo de aceite.

Otras cualidades pueden darse a los aceites, y las ca:acteristicas ya mencionadas se pueden mejorar mediante el uso de aditivos. Podemos definir a los "aditiros" corno materiales que no se hallan presentes originalmente en el aceite crude. N que se combinan con aceites minerales sin composici6n durantc el refinado para meje- ir el trabajo del aceite. Los aditivos, ademas de pooporcionat al aceite ciertas propiedades deseadas, pueden darle tambin propiedades nocivas si se utiliza en un servicio no propuesto por el fabricante dl aceite. Los tipos de aditivos incluyen:

I. Aceites grasosos que hacen que el aceite se emulsione con el agua o se mezcle bien con ella, mejorando en consecuencia ]a lubricaci6n en condiciones de humedad.

2. Inhibidores do oxidaci6n que impiden ]a formaci6n de sedimento o barniz y la corrosi6n en el cojinete.

3. Detergentes que mantienen limpias las superficies de ]a mntquina.

4. Agentes de prcsi6n extrema que proporcionan a los aceites una resistencia mrs elevada a ]a pelicula la cual, a su vez, soporta cargas mayores y pre:siones extremas. Los agentes de P. E. impiden que una superficie se ponga Aspera o que se produzca un grado elevado de desgaste debido a su capacidad de enfriamiento r~pido.

5. Los antioxidantes impiden ]a formaci6n de herrumbre al recubrir las superficies del metal con una pelicula de gran tenacidad.

6. Y otros aditivos pueden dar al aceite una cualidad antiespumosa, u otras propiedades.

lEst~n claras para ustedes todas estas propiedades fisicas de los aceites?

Conteste cualesquiera preguntas

Ahora vamos a ver c6mo los aceites lubricantes se ajustan a estas especificaciones.

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Tipos de aceites lubricantes

Cada compafiia fabricante de aceites de cierta importancia tendra en su inea m~s de 300 tipos de aceites industriales y automotrices. Para hacerlo mas sencillo hemos hecho una lista en la tabla de once clasificaciones las cuales incluyen prdcticamente todos estos 300 tipos diferentes.

Recurra a la Tabla C "Tipos de aceites Lubricantes"

Las once clasificaciones de la lista son:

Aceites para Arboles. Aceites para engranes.

Aceites para cojinetes en general. Aceites para motores ekctricos.

Aceites para cilindros de vapor. Aceites para turbinas. Aceites para compresoras de aire.

Aceites para compresoras de refrigeraci6n.

Aceites hidrAulicos. Aceites para corte.

Aceites automotrices.

Cada tipo de aceite de los que figuran en la lista tiene ciertas caracteristicas que Io hacen bien adecuado para la aplicaci6n en que va a ser usado. No vamos a poder discutirlos todos porque eso requeriria que estuvi~semos aqui durante horas. Por lo tanto vamos a seleccionar unos pocos y ver c6mo se ajustan a las especificaciones.

Recurra a la Tabla D "Especificaciones de aceites tipicos"

Seleccione dos muestras del muestrario 1. Aceite para arboles. 2. Aceite para engranes.

El ace:'te para ,rboles es una muestra de aceite de muy baja viscosidad ya que 6sta es de unos 50 segundos a 1000 F. Esta otra muestra es de muy elevada viscosidad y es aproximadamente la mis alta de todos los aceites representados aqui en nuestras muestras. Es un aceite para engranes pesado con una viscosidad de unos 1500 segundos a 1000 F. Estos otros aceites caen dentro de los limites de 50 a 1500 segundos a 100" F.

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Volvamos al dorso de sus tarjetas y localicemos los aceites para Arboles y para engranes. Creo que encontrardn ustedes aceites para arboles bajo "A", "B" o "C", y

los aceites para engranes bajo "P" y "R". Ahora vuelvan al frente de la tarjeta y localicen "A", "B" y "C" en la columna de la derecha. Podemos trazar lineas hori

zontales desde "A", "B" y "C" a trav~s de la columna de viscosidad. Esto nos dirai cual seria una buena viscosidad para aceites para Arboles. A mi me parece que "A", 6rboles de alta velocidad, necesita una viscosidad de aproximadamente 45-60 segundos. 1Les da a ustedes las mismas cifras? Vamos a echar un vistazo al aceite para

Arboles y veamos la clase de lubricante que tenemos.

Aceite para drboles recibi6 su nombre por su uso en Airboles -esos pequenios vistagos giratorios en taladros verticales que tienen alta velocidad y poca carga como caracteristicas. Esta viscosidad de unos 50 segundos es nlis li

gera que ]a de aceite de autom6vil de SAE 10. La viscosidad es la especificaci6n mis importante para este tipo de aceite. Las temperaturas rara vez son lo bastante elevadas como para hacer criticos el punto de desprendimiento de gases o el de inflamaci6n, ni lo bastante bajas como para hacer del punto de fluidez critica un obstaculo de importancia.

El aceite para engranes difiere en color del aceite para Arboles, cormo pueden ver ustedes por estas muestras. Pero recuerden, el color no es indicaci6n de la cualidad de un aceite. Los aceites para engranes son usualmente de grado mis pesado debido a ]a acci6n de frotamiento de los dientes de los engranes y a las elevadas presiones sobre stos. La viscosidad de 1500 segundos que mencion anteriormente se aplica s6lo a esta muestra. La viscosidad del aceite pnra engranes oscila usualmente desde 60 segundos hasta mis de 150, a 2100 F.

El aceite para engranes debe tener caracteristicas anti-espumantes para impedir la formaci6n de espuma que pueden causar los engranes frotando el aceite, o si se usa un sistema de rociar que tienda a originar espuma. Recuerden que esta caracteristica anti-espurnante se la da el refinador al aceite por medio del uso de aditivos en el aceite. En los aceites para engranes hay que tener en cuenta los puntos de desprendimiento de gases, de in[lamaci6n, y de fluidez critica si las temperaturas que van a encontrarse hacen criticos estos puntos.

Estos dos aceites, el de Arboles y el de engranes, se encuentran en los extremos opuestos de ]a escala de viscosidad mostrada aqui, siendo uno de alta y el otro de baja. Entre estos dos quedan comprendidos los aceites del resto de la lista. Vamos a examinar cuatro mis; aceites para turbina, dos tipos de aceite para compresoras, y aceites para cojinetes en general.

El aceite para turbina es uno de los aceites ms refinados que usamos. Es esencial el que estos aceites, debido a las condiciones en que van a sen usados, tengan sus propiedades fisicas controladas dentro de tolerancias muy estrechas.

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La viscosidad que se necesita en un aceite para turbina depende en gran medida de c6mo se va a utilizar ]a turbina. Esta viscosidad puede ser tan baja como 150 segundos a 1000 F, o tan alta como 500 segundos. Vean los recuadros "F", "L" y "M" de su tarjetn,

Los aceites para turbina deben ser resistentes al calor y la herrumbre. Deben poseer propiedades de resistencia al agua y ]a espuma. Los puntos de desprendimiento de gases y de inflamaci6n son mi~s importantes que el punto de fluidez critica ya que las temperaturas de operaci6n son elevadas usualmente. El color en un aceite de turbina no es indicaci6n de cualidad, como ya sefialamos antes.

Los aceites para cornpresorade aire deben lubricar en condiciones muy dificiles. Conforme a estas condiciones el aceite entra en contacto con el aire bajo elevadas temperaturas y altas presiones que tienden a causar la oxidaci6n del aceite. Los puntos de desprendimiento de gases y de inflamaci6n deben ser lo bastante altos para prevenirse contra posibles incendios. Los puntos de desprendimiento de gases y de inflamaci6n con garantia de seguridad estarian alrededor de 400' y 460' respectivamente para sistemas que Ilegaran hasta 150 psi, (libras por pulgada cuadrada).

Las viscosidades de los aceites para compresora de aire varian entre 300 y 500 segundos a 100' F. Estos aceites para compresora de aire deben tener tambin bajo residuo de carb6n. Las elevadas temperaturas a las que trabajan hacen ficil la formaci6n de carb6n, a menos que el aceite tenga la caracteristica de ser de bajo residuo de carb6n.

Los aceites de compresorade rc[rigeraci6nson usualmente aceites minerales sin composici6n que tienen las mismas caracteristicas que los aceites para compresoras de aire. Sin embargo, los puntos de desprendimiento de gases y de inflamaci6n no son tan criticos, y el punto de fluidez critica se convierte en muy importante debido a las bajas temperaturas de funcionamiento. Con frecuencia el fabricante del aceite usa un "descongelador" para bajar el punto de fluidez critica de sus aceites de refrigeraci6n. Las viscosidades oscilan desde 200 a 300 segundos a 100' F.

Aceites para cojinetes en general son usualmente de calidad secundaria ya que la mayoria de las veces se utilizan en sistemas de "una pasada", es decir, que pasan a travis del cojinete una vez y no se recuperan. Estos aceites para cojinetes en general no sc recomiendan usualmente para utilizarlos en sistemas circulantes ya que no poseen la capacidad de aguantar una circulaci6n y uso extensos.

La viscosidad es muy importante en los aceites para cojinetes en general. Cuando hagan ustedes una selecci6n de viscosidad se deben tener en cuenta velocidades, cargas y temperaturas. La viscosidad puede ser desde 300 a 1000 segundos a 1000 F. Por lo general no se encuentran

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cargas elevadas ni temperaturas extremas. Por lo tanto, los puntos de desprendimiento de gases y de inflamaci6n no son criticos usualmente.

Solamente hemos tratado hasta ahora de 6 de estas clasificaciones de aceites, pero esto debe ser suficiente para que nos demos cuenta de que el viejo dicho,"el aceite es aceite" no es cierto del todo. Hay muchas clases diferentes de aceites. No me refiero a diferentes compafiias de aceite como la Standard, Shell y Texaco. Quiero decir muchos tipos de aceites -a un aceite que se acomode con cada clase diferente de servicio y condici6n.

En uni sesi6n posterior discutiremos cada tipo de aceite con detalle como cuadra a los tipos de equipo de importancia a lubricar. Ahora vamos a examinar las especificaciones de las grasas.

Grasas lubricantes

Nuestra discusi6n anterior se limit6 a tipos de aceites lubricantes. Existe otra clase de lubricantes que mantiene un lugar tan importante como los aceites en la lubricaci6n industrial. Estos lubricantes son las grasas.

Una grasa lubricante es usualmente un aceite mineral al que se le ha afiadido un compuesto especial de jab6n para producir una mezcla plastica, conveniente para lubricar algunos tipos de maquinaria. El compuesto especial de jab6n actcia para llevar al lubricante dentro de la superficie de rozamiento y mantenerlo alli, donde su efecto serA m~s beneficioso.

Recurra a la Tabla E "Especificaciones de grasas lubricantes"

Las grasas lubricantes se seleccionan de acuerdo con sus propiedades fisicas, en forma muy parecida a la de los aceites. Algunas de estas propiedades son:

Ntimero de penetraci6n. Punto de goteo.

Base de jab6n.

El naimero de penetracines la medida de la consistencia de la grasa. El nfimero de penetraci6n de una grasa se obtiene dejando caer un objeto puntiagudo en la grasa para ver hasta qu profundidad penetra. Por ejemplo, comparemos una grasa que estA blanda como la mayonesa con una grasa que estA tan dura como la mantequilla reci~n sacada del refrigerador. La grasa blanda como ]a mayonesa tiene un alto nfimero de penetraci6n, en tanto que la grasa que estA dura como la mantequilla tiene un ntimero bajo de penetraci6n. Es frcil ver que cuando se deja caer un objeto puntiagudo en una grasa blanda penetrarA mucho m~s que cuando se deja caer en una grasa dura.

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El punto importante que hay que recordar acerca del nfimero de penetraci6n es que indica la consistencia de una grasa. Para lubricar un cojinete sencillo que tiene pequefias holguras se recomienda usualmente una grasa de consistencia suave, o sea de alto nfimero de penetraci6n. Tin alto nfimero de penetraci6n indica que la grasa es blanda y que tendrd buenas caracteristicas de flujo y recubrirdi completamente las superficies de rozamiento a pesar de las holguras pequefias.

El punto de goteo de una grasa, que algunas veces se denomina como Punto de Licuefaci6n, es ]a temperatura a ]a cual se funde la grasa y en realidad gotea de una muestra sometida a ensayo. Este punto de goteo se debe comparar con temperaturas anticipadas de funcionamiento cuando se selecciona una grasa para una aplicaci6n especifica. Por ejemplo, si la temperatura de operaci6n de un cojinete es de 2200 F, debemos usar una grasa con un punto de goteo por arriba de 220' F. Asi la grasa no se licuard y se escurrirA fuera del cojinete mientras est6 funcionando. Algunas grasas tienen tendencia a disgregarse a estas temperaturas elevadas.

iTienen algunas preguntas que haccr relacionadas con el Nfimero de Penetraci6n o el Punto de Goteo?

Responda a todas las preguntas.

Ahora vamos a ver lo que la Base de jab6n usada en una grasa significa. para nosotros.

La base de jab6n usada en ]a manufactura de una grasa es de interns con el fin de

que podamos seleccionar la grasa apropiada para temperaturas altas y bajas, condiciones secas o hfimedas, o combinaciones de stas.

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Tipos de grasas

Las grasas se clasifican generalmente por el compuesto de jab6n usado en su manufactura. El tipo de compuesto de jab6n utilizado en la confecci6n de ]a grasa influye grandemente en las propiedades de sta.

Recurra a la Tabla F "Tipos de grasas lubricantes"

En la tabla hemos hecho una lista de qrasas distingui6ndolas de acuerdo con su base. Estas grasas son:

Grasas a base de jab6n de calcio. Grasas a base de jab6n de sodio. Grasas a base de bentonita. Grasas a base de bario. Grasas a base de litio. Grasas a base de silicio.

Una base de calcio usada en ]a grasa dard a 6sta una apariencia suave y mantequillosa. Estas grasas a base de calcio son de una resistencia elevada al aqua. Si tomiramos una muestra de esta grasa en la palma de la mano y tratiramos de mezclar agua con ella, encontrariamos que la grasa y el agua no se mezclarian. Por esta raz6n las grasas a base de calcio encuentran muchos usos donde hay presente aqua.

Las grasas a base de calcio, sin embargo, no soportan las altas temperaturas, digamos superiores a 2250 F. Tienden a desintegrarse si se calientan m~s allh de este punto y no regresan a su estado original al enfriarse. La base de jab6n permanece separada del aceite. Esta separaci6n es muy dafiosa para las superficies de rozamiento. Las particulas de jab6n separadas se hacen duras y muy abrasivas. En muchos casos de cojinetes y ejes rayados se puede encontrar su origen como debido a la acci6n abrasiva de estas particulas, como resultado del uso de grasas a base de calcio donde las temperaturas son muy elevadas.

P6ngase una pequefia muestra de la grasa a base de calcio en ]a palma de una mano. Afiada una pequefia cantidad de agua y trate de mezclar juntas ]a grasa y el agua. Muestre al grupo c6mo el aqua se escapa y no se mezcla.

Voy a hacer circular esta vasija de grasa a base de calcio alrededor de ustedes para que puedan tomar una muestra entre su pulgar e indice y perciban su textura suave como ]a mantequilla.

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Haga circular la grasa a base de calcio con un trapo para limpiarse. D6 tiempo al grupo para que examine la grasa,. despu~s prosiga.

Las grasas a base de sodio, por otra parte, se pueden usar donde las temperaturas son m~s elevadas. Son buenas hasta a temperaturas de 375' F, sin que haya peligro de separaci6n del aceite de su base.

Estas grasas a base de sodio son de textura fibrosa. Si pusiramos una pequefia porci6n de ]a grasa entre los dedos y separiramos los dedos, la grasa produciria la sensaci6n de estirarse en fibras correosas entre los dos dedos. De hecho no se usan fibras en la grasa. Esto es simplemente la forma en que la grasa esti compuesta -como si estuviera mezclada con hilos o fibras. Esta naturaleza fibrosa de las grasas a base de sodio las hace capaces de soportar pesadas cargas de rozamiento y son ideales para utilizarlas en molinos y calandrias, y similar maquinaria pesada, y en los rodamientos a bolas y rodillos.

Las grasas a base de sodio tienen un inconveniente, que son mhs o menos solubles en el agua y no se deben usar cuando hay presencia de agua. Si tomdramos una muestra de ]a grasa a base de sodio en ]a palma de ]a mano y tratiramos de mezclarla con agua, veriamos que se convierte en una mezcla lechosa y que se vuelve impropia para usarla como lubricante.

P6nqase una pequefia muestra de grasa en ]a palma de la mano. Afiada agua y mezcle la grasa con el agua. Muestre al grupo c6mo la grasa y el agua se convierten en una mezcla lechosa.

Pruebe una muestra de esta grasa a base de sodio entre su indice y su pulgar. Separe los dedos y verd la acci6n correosa, semejante a la fibra, de la, grasa.

Haga circular ]a grasa a base de sodio con un trapo para limpiarse. D6 tiempo al grupo para que haga la prueba de la textura, despu~s prosiga usted.

Las grasas especiales de alta temperaturase han creado para usarlas donde las ternperaturas son mis altas ain que 3500 F. Ejemplos de estas grasas son las hechas a base de bentonita, de bario y de litio, asi como las grasas creadas mhs recientemente de silicio.

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Las grasas a base de bentonita tienen una base hecha comfinmente de bentonita, que no es ni mds ni menos que simple arcilla de Missouri. Tienen un punto le licuaci6n extraordinariamente elevado -el limite verdadero de la temperatura es discutible. Sin embargo, las grasas de bentonita son buenos lubricantes para usarlas en altas temperaturas donde las grasas a base de sodio no son satisfactorias. Estas grasas de bentonita son mucho mas costosas que las grasas convencionales de baja temperatura, pero duran mucho mis. Son buenas para lubricar lugares de dificil acceso. Al usar estas grasas rio necesitamos lubricar tan a menudo.

Las ,?rasas a base dp bario son buenas hasta los 450' y m~is arriba. Las grasas a base de liti,' son buenas hasta los 3800 y m~is. Su larga duraci6n las hace muy apropiadas para la lubricaci6n de lugares inaccesibles. El litio tambi~n es adecuado para la lubricaci6n a baja temperatura.

Las grasas de silicio son grasas sintfticas relativamente nuevas en la lubricaci6n. Se dice que tienen mayor duraci6n, buena estabilidad, y propiedades de resistencia al calor diferentes de los tipos de grasas convencionales. Su duraci6n mgs larga es probablemente su propiedad mnis destacada. Son muy costosas, su precio anda por las cercanias de diez o doce d6lares por kilo.

Grasasde presi6n extrerna -.- Se han creado grasas que mantienen una pelicula adecuada de lubricante bajo duras condiiones de operaci6n. A estas grasas se les llama "grasas de presi6n extrema", o mgs comfinmente "grasas de P. E." Las grasas de P. E. son la respuesta de ]a industria del aceite al aumento de velocidades y a las cargas pesadas a que se someten cojinetes como resultado de las exigencias de la producci6n moderna. Sin duda alguna ustedes estarin de acuerdo en que nuestras plantas no son excepci6n de esta demanda moderna de "velocidades cada vez mayores para mayor producci6n de gneros."

Las grasas de presi6n extrema, en trminos generales, son grasas a las cuales se les ha afiadido un jab6n de plomo, o algfin otro aditivo del tipo de P. E. para mejorar la capacidad de transportar la carga de ]a grasa.

Las grasas de P. E. se est~n usando en muchas aplicaciones en nuestras plantas donde las altas cargas a soportar en los cojinetes demandan pelicula de alta resistencia. Ejemplos tipicos los tenemos en nuestra ...... ...... ............ Bien, vamos a hablar acerca de las grasas. ZQu& es lo que quisieran ustedes discutir?

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Aceites lubricantcscontra grasas

Ahora que ya hemos discutido de aceites lubricantes y de grasas lubricantes, ]a pregunta I6gica es, "iCuindo usamos aceite y cudndo usamos grasa?" La respuesta es discutible. Cada tipo tiene ventajas y desventajas claras. El uso de uno u otro dependera m~s o menos del disefio del cojinete. de las condiciones de trabajo y del tipo de mdquina que se va a lubricar.

Recurra a ]a Tabla G "Aceite contra grasa"

Hemos citado aqui algunas ventajas comparativas de aceites y grasas. Esta comparaci6n no se puede considerar que comprende todas las condiciones de lubricaci6n, pero se puede utilizar como una guia general en la selecci6n de un tipo adecuado de lubricante.

Aqui tencmos algunas ventajas de la grasa.

1. La frecuencia de lubricacidn es usualnentemenor cuando se usa grasa que cuando se usa aceite. Se reduce, por lo tanto, el tiempo de lubricaci6n y se requiere menos trabajo. Esto hace a la grasa ideal para puntos de lubricaci6n de dificil acceso.

2. La grasa puede quedar confinada inejor en el alojamiento de un cojinete que el aceite, debido a su naturaleza pLfstica. Por lo tanto, es posible usar un disefio nis simple de cierre del cojinete.

3. La grasa es inenos propcnsa a derramarscdel alojamiento de un cojinete, especialmente cuando los cierres estan gastados o en desuso. Esta es una ventaja definida en la maquinaria donde ]a contaminaci6n del producto es un peligro.

4. Usualmente, se necesita menos grasa para la buena lubricaci6n de un cojinete que la que se necesitaria en el caso de que se usara aceite. Esto es especialmente cierto en el caso de los rodamientos a bolas y de rodillos.

5. La grasa acttia como un medio scllador natural contra la contatninaci6n exterior. Es